DE102004021144A1

DE102004021144A1 - Arrangement for torque transmission into pipe made of fiber compound material, comprising complementary conical elements

Info

Publication number: DE102004021144A1
Application number: DE200410021144
Authority: DE
Inventors: Eckart Dr.rer.nat. Schütze
Original assignee: Schuetze GmbH
Current assignee: Schuetze GmbH
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: DE102004021144B4

Abstract

A first element (11) with a conical outer surface and a threaded inner surface is accommodated inside a second element (12) with a complementary conical inner and a cylindrical outer surface. Both elements (11, 12) are fixed inside a pipe (10) made of fiber compound material by press fitting or gluing. The second element (12) is produced of unidirectional positioned fibers, resulting in a high longitudinal stability and a slight yielding quality regarding lateral forces.

Description

Einleitung und Stand der Technik:Introduction and status of Technology:

Bei der Verwendung von Rohren aus Faserverbundwerkstoffen besteht das grundsätzliche Problem, Kräfte in diese Strukturen einzuleiten. Häufig werden dazu metallische Gewindeelemente verwendet, die in die Stäbe eingeklebt werden. Für die problematische Verbindung von Metallelement und Faserverbundstab gibt es viele technische Lösungen. Dabei zeigt sich, dass die größten Festigkeiten durch formschlüssig integrierte Krafteinleitungen erzielt werden, die im allgemeinen jedoch recht aufwendig sind.at the use of pipes made of fiber composites is the fundamental Problem, forces into these structures. These are often metallic Threaded elements used, which are glued into the rods. For the problematic Connection of metal element and fiber composite rod, there are many technical solutions. there shows that the biggest strengths by positive fit integrated force transmissions are achieved in general However, they are quite expensive.

In dem europäischen Patent EP 97 119 299.2-1270 und dem korrespondierenden deutschen Patent 196 45 467.0 wird eine formschlüssig integrierte Krafteinleitung für Faserverbundstäbe beschrieben, bei der konische Gewindeelemente in situ in CFK-Sandwichstäbe eingebaut werden. Dazu werden Schaumkernstäbe definierter Länge mit entsprechenden Konusgewindeelementen versehen (Montageklebung) und mit speziellen Gewindestiften zu einem Langstab aneinandergeschraubt. Dieser Langstab wird durch eine Faser-Belegungseinheit mit angeschlossener Fasertränkeinrichtung geführt und dabei mit harzgetränkten, unidirektionalen Fasern – hauptsächlich Carbonfasern (C-Fasern) – belegt. An den Verbindungsstellen der Einzelstäbe werden die harzgetränkten C-Fasern mit einem gesonderten Faden oder Draht zusammengeschnürt, so dass sie sich eng an die konischen Gewindeelemente anlegen. Nach dem Aushärten werden die Einzelstäbe voneinander getrennt, besäumt und in einem zweiten Arbeitsgang an den Enden mit C-Faser-Ringwicklungen versehen.In the European Patent EP 97 119 299.2-1270 and the corresponding German patent 196 45 467.0 is a form-fitting integrated force application for Fiber composite rods described in the conical threaded elements installed in situ in CFRP sandwich bars become. These are foam core rods defined length provided with corresponding cone thread elements (assembly bonding) and screwed together with special grub screws to a long rod. This long rod is connected by a fiber occupancy unit Fasertränkeinrichtung guided and with resin-impregnated, unidirectional fibers - mainly carbon fibers (C-fibers) - occupied. At the junctions of the individual rods are the resin-impregnated C-fibers laced with a separate thread or wire, so that they attach tightly to the conical threaded elements. After this Harden become the single bars from each other separated, trimmed and provided in a second operation at the ends with C-fiber ring windings.

Obwohl es sich hier um einen quasi kontinuierlichen Fertigungsprozess handelt, ist der Aufwand relativ groß. Ein geringerer Herstellungsaufwand wäre gegeben, wenn die Faserverbundstäbe als Halbzeuge (Stangenmaterial) verwendet und nachträglich mit Krafteinleitungen versehen werden könnten. In diesem Fall ergäbe sich auch nicht die Notwendigkeit, die Länge der Einzelstäbe bereits während der Fertigung des Stangenmaterials zu definieren.Even though this is a quasi-continuous manufacturing process, the effort is relatively large. A lower production cost would be given if the fiber composite rods as semi-finished products (Bar material) used and subsequently with force discharges could be provided. In this case would result Not even the need for the length of the single bars already while to define the production of the bar material.

In dem Patent DE 34 08 650 wird eine formschlüssig integrierte Krafteinleitung für einen Faserverbundstab beschrieben, bei der nachträglich in einen zylindrischen Stab ein metallisches Konusgewindeelement eingefügt wird. Der dabei entstehende Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Ende des Stabes und dem Konuselement wird nach diesem Patent mit einer Harzmischung ausgefüllt. Bei einer Zugbelastung des Stabes wird das Konuselement in den Innenkonus aus Harzmischung gezogen. Dieser Innenkonus wird dabei sehr stark radial belastet und drückt gegen die Stabwand, deren Aufsprengen durch eine von außen auf den Stab geklebte Metallhülse verhindert wird. Die Harzmasse besitzt weder die erforderliche Festigkeit noch die nötige Steifigkeit in Längsrichtung, mit der die Biegespannungen in der Stabwand vermindert werden können, die durch das metallische Konusgewindeelement induziert werden.In the patent DE 34 08 650 is a form-fitting integrated force introduction for a fiber composite rod described in which subsequently inserted into a cylindrical rod, a metallic cone thread member. The resulting gap between the cylindrical end of the rod and the cone member is filled according to this patent with a resin mixture. In a tensile load of the rod, the cone element is pulled into the inner cone of resin mixture. This inner cone is very strongly loaded radially and presses against the rod wall, the break-up is prevented by a glued from the outside on the rod metal sleeve. The resin composition has neither the required strength nor the necessary rigidity in the longitudinal direction, with which the bending stresses can be reduced in the rod wall, which are induced by the metallic cone thread member.

Im Gegensatz zu Faserverbundrohren bieten Metallrohre den Vorteil, dass auf einfache Weise Gewindeelemente oder sonstige metallische Krafteinleitungen an- oder eingeschweißt werden können. Da eine Schweißnaht in der Krafteinleitung allerdings auch immer eine Schwächung des Materials bedeutet, kann mit einer – in ein hochfestes Rohr – eingeschweißten Krafteinleitung die hohe Rohrfestigkeit nicht vollständig genutzt werden.in the Unlike fiber composite pipes, metal pipes offer the advantage that easily threaded elements or other metallic Force inputs on or shrink wrapped can be. As a weld In the introduction of force, however, always a weakening of the Material means, with a - in a high-strength pipe - welded force introduction the high pipe strength can not be fully utilized.

Lösung des ProblemsSolution of the problem

Zur Lösung des Problems wird eine Krafteinleitung vorgeschlagen, die genauso hoch belastet werden kann wie die aus dem europäischen Patent EP 97 119 299.2-1270, die jedoch durch Verwendung von Stabhalbzeugen mit einem wesentlich geringeren Aufwand gefertigt werden kann.to solution The problem is proposed in the same way can be highly loaded as the European patent EP 97 119 299.2-1270, However, by using semi-finished rod with a substantial less effort can be made.

Die vorliegende Erfindung geht ebenfalls von einem zylindrischen Ende eines Faserverbundstabes (10) aus, in dem sich ein konisches Gewindeelement (11) befindet (Bild 1). Der Zwischenraum zwischen Konuselement und Stabwand wird in diesem Fall allerdings nicht mit einer isotropen Harzmasse von nur geringer Steifigkeit und Festigkeit gefüllt, sondern vielmehr von einem vorgefertigten Innenkonusteil aus Faserverbundwerkstoff mit zylindrischer Außenkontur (12, Konushülse), das in dem Ende des Stabes (10) fixiert wird. Bei Zugbelastung wird das metallische Konusgewindeelement (11) in die fixierte Konushülse aus Faserverbundwerkstoffen (12) gezogen und drückt mit diesem gegen die zylindrische Stabwand (10), deren Umfangssteifigkeit zu diesem Zweck durch eine Faserringwicklung (14) besonders versteift wird. Versuche haben gezeigt, dass die Festigkeit der so entstandenen Krafteinleitung die einer einfach eingeklebten Gewindehülse weit übertrifft. Durch den hohen Andruck einer eingeklebten Konushülse (12) gegen die Stabwand (10) wird die Klebhaftung soweit vergrößert, dass der Stab nicht mehr durch Überschreiten der Spannung in der Klebschicht versagt.The present invention also relates to a cylindrical end of a fiber composite rod ( 10 ), in which a conical threaded element ( 11 ) (Figure 1). However, in this case, the space between the cone element and the bar wall is not filled with an isotropic resin composition of only low rigidity and strength, but rather by a prefabricated inner cone part made of fiber composite material with a cylindrical outer contour ( 12 , Konushülse), which in the end of the rod ( 10 ) is fixed. In the case of tensile loading, the metallic cone thread element ( 11 ) in the fixed conical sleeve of fiber composites ( 12 ) and presses with this against the cylindrical rod wall ( 10 ), whose circumferential stiffness for this purpose by a fiber ring winding ( 14 ) is particularly stiffened. Experiments have shown that the strength of the resulting force introduction far exceeds that of a simply glued threaded sleeve. Due to the high pressure of a glued conical sleeve ( 12 ) against the bar wall ( 10 ), the adhesion is increased so much that the rod fails no longer by exceeding the voltage in the adhesive layer.

Die Konushülse (12) besteht aus unidirektionalem Fasermaterial und erstreckt sich in Richtung Stabmitte deutlich weiter als der metallische Gewindekonus (11). Aufgrund des unidirektionalen Aufbaus besitzt die Konushülse (12) eine hohe Längssteifigkeit und kann so Biegespannungen in der Stabwand (10), die durch das Ende des Metallkonus (17) erzeugt werden, abbauen. Weiterhin hat die Konushülse (12) eine geringe Umfangssteifigkeit, so dass die durch den Metallkonus (11) erzeugte Drucklast nahezu ungehindert auf die verstärkte Stabwand (10) wirkt. Daraus ergibt sich eine hohe Druckbelastung der Klebschicht zwischen Innenkonus (12) und Stabwand (10). Die hohen Druckkräfte werden letztendlich durch Umfangskräfte der Faserringwicklung (14) aufgenommen, die sich im Bereich der Krafteinleitung außen auf dem Faserverbundstab befindet.The conical sleeve ( 12 ) consists of unidirectional fiber material and extends in the direction of the middle of the bar much further than the metallic thread cone ( 11 ). Due to the unidirectional structure, the conical sleeve ( 12 ) high longitudinal stiffness and can thus bending stresses in the bar wall ( 10 ) passing through the end of the metal cone ( 17 ), reduce. Furthermore, the conical sleeve ( 12 ) a low circumferential stiffness, so that through the metal cone ( 11 ) almost unimpeded on the reinforced bar wall ( 10 ) acts. This results in a high pressure load of the adhesive layer between inner cone ( 12 ) and bar wall ( 10 ). The high compressive forces are ultimately due to circumferential forces of the fiber ring winding ( 14 ), which is located outside on the fiber composite rod in the area of the introduction of force.

Die Faserringwicklung (14) liegt nicht mehr in der Kontur des Stabes (10) und bildet damit eine Stabverdickung, die zumindest für einige Anwendungen störend sein kann. Zur Verminderung dieser Stabverdickung wird zwischen Konushülse (12) und Stabwand (10) eine zusätzliche Faserverbundzwischenschicht (18) vorgesehen, mit der die Umfangssteifigkeit der Konushülse (12) gezielt erhöht werden soll, um damit die Steifigkeit der äußeren Ringwicklung (14) und damit deren Dicke herabzusetzen. Ziel dieser Maßnahme ist es, die Druckbelastung der Klebschicht soweit herabzusetzen, dass unter maximal erreichbarer Zugbelastung gerade kein Ausziehen des Innenkonusteils (12) stattfindet.The fiber ring winding ( 14 ) is no longer in the contour of the rod ( 10 ) and thus forms a rod thickening, which can be disturbing, at least for some applications. To reduce this rod thickening is between conical sleeve ( 12 ) and bar wall ( 10 ) an additional fiber composite interlayer ( 18 ) provided with the circumferential stiffness of the conical sleeve ( 12 ) is to be increased specifically, so as to increase the rigidity of the outer ring winding ( 14 ) and thus reduce their thickness. The aim of this measure is to reduce the compressive stress of the adhesive layer so far that under maximum achievable tensile load just no extension of the inner cone part ( 12 ) takes place.

Die gezielte Erhöhung der Umfangssteifigkeit der Konushülse (12), die aus unidirektionalen, in Stablängsrichtung orientierten Fasern besteht, kann dadurch erreicht werden, dass entweder die Konushülse an ihrer Außenseite eine zusätzliche Faserverbund-Zwischenschicht (18) erhält, deren Faserwinkel zwischen 0° und 90° variieren können oder dadurch, dass ein bestimmter, von 0° abweichender ±-Faserwinkel für die gesamte Konushülse ohne Zwischenschicht eingestellt wird.The targeted increase in the circumferential stiffness of the conical sleeve ( 12 ), which consists of unidirectional, rod-oriented fibers, can be achieved in that either the conical sleeve has on its outside an additional fiber composite intermediate layer ( 18 ), whose fiber angle can vary between 0 ° and 90 °, or in that a certain ± 0 ° fiber angle deviating from 0 ° is set for the entire conical sleeve without intermediate layer.

Denkbar ist auch eine Konushülse (12) aus Metall, die zwar das Gewicht der Krafteinleitung erhöht, sich aber möglicherweise billiger fertigen lässt als eine solche aus Faserverbundwerkstoffen (wie oben beschrieben).Also conceivable is a conical sleeve ( 12 ) made of metal, which increases the weight of the introduction of force, but may be cheaper to manufacture than one made of fiber composites (as described above).

Die hier vorgeschlagene Lösung ist nicht beschränkt auf Faserverbundrohre sondern ebenso auf Metallrohre übertragbar. Sofern die erforderliche Ringsteifigkeit und Festigkeit von dem Metallrohr allein nicht bereitgestellt wird, kann sowohl durch zusätzliche Metallhülsen wie auch durch Faserringwicklungen die Umfangssteifigkeit des Metallrohres im Bereich der Krafteinleitung erhöht werden.The here proposed solution is not limited on fiber composite pipes but also transferable to metal pipes. Unless the required ring rigidity and strength of the Metal pipe alone is not provided, both by additional metal sleeves as well as by fiber ring windings the circumferential stiffness of the metal tube be increased in the field of force application.

1. Ausführungsbeispiel: Anschluss für einen Zug- und Druckstab aus CFK1st embodiment: Connection for a pull and push rod made of CFRP

Bild 2 zeigt einen Zug- und Druckstab mit den oben beschriebenen Krafteinleitungen. Ausgehend von einem als Halbzeug vorliegenden CFK-Sandwichstab (10) sind an beiden Stabenden Aluminium-Gewindekonuselemente (11) gemeinsam mit CFK-Konushülsen (12) in den ausgefrästen Stab (10) eingefügt. Die Konushülsen (12) bestehen aus unidirektionalen, in Stablängsrichtung orientierten C-Fasern, ragen deutlich tiefer in den Stab hinein als die Al-Konuselemente (13) (17) und sind auf ganzer Länge mit dem Stab verklebt. Zwischen CFK-Konushülse und Al-Gewindekonus besteht keine Verklebung. Die Stabenden sind zur Erhöhung der Umfangssteifigkeit an ihrer Außenseite mit einer C-Faserringwicklung (14) versehen, die sich bis in den ungestörten Stabbereich (15) erstreckt und dort möglichst dünn ausläuft.Figure 2 shows a pull and push rod with the force introductions described above. Starting from a CFRP sandwich rod ( 10 ) are at both ends of the rod aluminum threaded cone elements ( 11 ) together with CFRP cone sleeves ( 12 ) in the milled rod ( 10 ). The cone sleeves ( 12 ) consist of unidirectional, longitudinally oriented C-fibers, project significantly deeper into the rod than the Al cone elements ( 13 ) ( 17 ) and are bonded along the entire length of the rod. There is no bonding between CFK conical sleeve and Al threaded cone. The bar ends are designed to increase the circumferential stiffness on their outer side with a C-fiber ring winding ( 14 ), which extends into the undisturbed rod area ( 15 ) and there runs as thin as possible.

Die Zugkräfte des Stabes werden allein über den Al-Gewindekonus (11) in den Stab eingeleitet, während die Druckkräfte allein über eine gesonderte Druckscheibe (16) mit Kontermutter direkt in die Stabwand (10) eingeleitet werden.The tensile forces of the rod are determined solely by the Al thread cone ( 11 ) introduced into the rod, while the pressure forces alone via a separate pressure plate ( 16 ) with lock nut directly into the bar wall ( 10 ) be initiated.

Um eine nahezu hysteresefreie Belastung des Stabes im Zug- und Druckbereich zu erreichen, ist es erforderlich, den Stab mit einer Zugkraft zu belasten. Unter der Zugbelastung schlüpfen die Al-Konuselemente (11) nach außen und verklemmen sich in dem innen konischen Stab (12). Zur Vermeidung eines weiteren Schlüpfens der Al-Konuselemente (11) im Betrieb und der daraus entstehenden Hysterese muss die Vorbelastung immer höher sein, als die maximale Betriebslast.In order to achieve a virtually hysteresis-free loading of the rod in the tensile and compressive area, it is necessary to load the rod with a tensile force. Under the tensile load, the Al cone elements ( 11 ) and jammed in the inside conical rod ( 12 ). To avoid further hatching of the Al cone elements ( 11 ) During operation and the resulting hysteresis, the preload must always be higher than the maximum operating load.

2. Ausführungsbeispiel: Aktiver CFK-Stab2nd embodiment: Active CFRP rod

In Bild 3 ist ein Stab dargestellt, der durch einen eingebauten Piezo-Aktuator (20) seine Länge ändern kann. Der Stab besitzt den gleichen Aufbau, wie der im 1. Ausführungsbeispiel beschriebene. Hier werden allerdings zwischen den beiden metallischen Konusgewindeelementen (11) ein Piezo-Aktuator (20) und ein dehnsteifer Druckstab (21) angeordnet. Zur Einstellung einer geeigneten Vorlast befindet sich zwischen dem Piezo (20) und dem metallischen Konusgewindeelement (11) ein Feingewindetrieb (22), der aus einer Gewindehülse (23) und einer Druckplatte mit Gewindebolzen (24) besteht. Der Gewindebolzen hat einen Innensechskant (25) und kann mit einem Inbusschlüssel angezogen werden. Dazu ist es erforderlich, den Stab in einer Zugprüfmaschine mit einer bestimmten Last zu ziehen und den Feingewindebolzen mit seiner Druckplatte (24) gegen den Piezo-Aktuator (20) zu drehen. Zu diesem Zweck muss die Schraube, mit der der Stab an der Traverse der Prüfmaschine befestigt wird, durchbohrt werden, so dass der Inbusschlüssel durch diese Bohrung in den Feingewindebolzen gesteckt werden kann. Nach dem Entlasten des Stabes ist im Piezo-Aktuator (20) eine Druckbelastung eingeprägt. Piezo-Aktuator (20) und dehnsteifer Stab (21) werden durch entsprechende Führungshülsen (26) im Stab geführt und bleiben selbst dann in ihrer ausgerichteten Lage, wenn durch hohe Zugkräfte die Druckplatte des Gewindebolzens (24) abhebt. Die elektrischen Kabel (27) des Piezo-Aktuators werden zweckmäßig dort seitlich aus dem Stab herausgeführt, wo durch Faserringwicklung (14) und CFK-Konushülse (12) ohnehin eine Versteifung der Stabwand (10) vorliegt.Figure 3 shows a rod that is equipped with a built-in piezoelectric actuator ( 20 ) can change its length. The rod has the same structure as that described in the first embodiment. Here, however, between the two metallic cone thread elements ( 11 ) a piezo actuator ( 20 ) and a strain-resistant compression rod ( 21 ) arranged. To set a suitable preload is located between the piezo ( 20 ) and the metallic cone thread element ( 11 ) a fine thread ( 22 ), which consists of a threaded sleeve ( 23 ) and a pressure plate with threaded bolt ( 24 ) consists. The threaded bolt has a hexagon socket ( 25 ) and can be tightened with an Allen key. For this purpose, it is necessary to pull the rod in a tensile tester with a specific load and the fine thread bolt with its pressure plate ( 24 ) against the piezo actuator ( 20 ) to turn. For this purpose, the screw which fixes the rod to the crosshead of the testing machine must be drilled so that the Allen key can be inserted through this hole in the fine thread bolt. After relieving the rod is in the piezo actuator ( 20 ) imprinted a compressive load. Piezo actuator ( 20 ) and rigid rod ( 21 ) are replaced by corresponding guide sleeves ( 26 ) are guided in the staff and remain in their aligned position, if, due to high tensile forces, the pressure plate of the threaded bolt ( 24 ) takes off. The electrical cables ( 27 ) of the piezo actuator are expediently led out there laterally from the rod, where by fiber ring winding ( 14 ) and CFK conical sleeve ( 12 ) anyway a stiffening of the bar wall ( 10 ) is present.

3. Ausführungsbeispiel: Ein mit Innendruck belasteter Zylinder aus Faserverbundwerkstoffen3rd embodiment A cylinder of fiber composite materials loaded with internal pressure

Bild 4 zeigt einen mit Innendruck belasteten Zylinder (Hydraulik- bzw. Gaszylinder) aus CFK, bei dem ein CFK-Rohr (30) als Halbzeug verwendet wird. Das in einem Strangziehverfahren hergestellte CFK-Rohr (30) mit unidirektionalen, in Längsrichtung orientierten C-Fasern (31) besitzt ein metallisches Innenrohr (32, Metall-Liner) und auf seiner Außenseite eine CFK-Ringwicklung (33) zur Umfangsversteifung des innendruckbelasteten Rohres (30). Ähnlich wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen werden an den Rohrenden innere Konuselemente (34) gemeinsam mit den entsprechenden CFK-Konushülsen (35) eingesetzt. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen 1 und 2 werden in diesem Fall die CFK-Konushülsen (35) nicht mit dem Rohr (30) verklebt, sondern vielmehr durch Innendruck fixiert, der ein Verklemmen von innerem Konuselement (34) und Konushülse (35) mit der Zylinderwand (30) bewirkt. Die dabei entstehenden Umfangskräfte werden durch eine zusätzliche Faserringwicklung (36) aufgenommen.Figure 4 shows an internal pressure cylinder (hydraulic or gas cylinder) made of CFRP, in which a CFRP pipe ( 30 ) is used as a semi-finished product. The CFRP pipe produced in a pultrusion process ( 30 ) with unidirectional, longitudinally oriented C-fibers ( 31 ) has a metallic inner tube ( 32 , Metal liner) and on its outside a CFRP ring winding ( 33 ) for circumferential stiffening of the inner pressure-loaded tube ( 30 ). Similar to the previously described embodiments, inner cone elements ( 34 ) together with the corresponding CFRP cone sleeves ( 35 ) used. In contrast to the embodiments 1 and 2, in this case, the CFK cone sleeves ( 35 ) not with the pipe ( 30 ), but rather fixed by internal pressure, the jamming of inner cone element ( 34 ) and conical sleeve ( 35 ) with the cylinder wall ( 30 ) causes. The resulting circumferential forces are caused by an additional fiber ring winding ( 36 ).

Die inneren Konuselemente sind nach außen hin verlängert und haben dort ein Außengewinde (39), auf das ein Metallring (37) mit Innengewinde bis zur Zylinderwand (38) aufgeschraubt wird. Die inneren Konuselemente (34) besitzen in Umfangsrichtung verteilte Kanäle (43), die am Ende des Konus seitlich austreten (44). Der Metallring (37) enthält einen seitlichen Gewindeanschluss für eine Medienzuführung (40) und im Bereich des Innengewindes eine umlaufende Nut (41) zur Verbindung der Kanäle (43) mit der Zuführung (40).The inner cone elements are extended to the outside and there have an external thread ( 39 ) on which a metal ring ( 37 ) with internal thread up to the cylinder wall ( 38 ) is screwed. The inner cone elements ( 34 ) have circumferentially distributed channels ( 43 ), which emerge laterally at the end of the cone ( 44 ). The metal ring ( 37 ) includes a threaded side port for a media supply ( 40 ) and in the region of the internal thread a circumferential groove ( 41 ) for connecting the channels ( 43 ) with the feeder ( 40 ).

Die Rohranschlüsse beider Seiten unterscheiden sich darin, dass der eine Anschluss eine Bohrung für die Kolbenstange (42) und der andere ein Innengewinde (45) besitzt.The pipe connections on both sides differ in that one port has a hole for the piston rod ( 42 ) and the other an internal thread ( 45 ) owns.

Da die Konushülsen (35) in diesem Fall nicht im Rohr (30) eingeklebt, sondern nur eingeklemmt werden, kann der Druckzylinder in alle Einzelteile zerlegt werden. Hierzu müssen die beiden Metallringe (37) abgeschraubt und die inneren Konuselementen (34) zurückgedrückt werden.Since the cone sleeves ( 35 ) in this case not in the pipe ( 30 ) glued, but only be clamped, the printing cylinder can be disassembled into all items. For this purpose, the two metal rings ( 37 ) and the inner cone elements ( 34 ) are pushed back.

Eine weitere Ausführungsform eines mit Innendruck belasteten Zylinders zeigt Bild 5. Dieser Zylinder hat zusätzlich zu dem oben beschriebenen eine metallische Überwurfhülse (46), die an einer Seite einen nach innen gerichteten Anschlag (47) hat und auf der anderen Seite ein Innengewinde (48) besitzt, das mit einem weiteren Metallring (49) verschraubt ist. Zwischen Metallring (49) und Anschlag (47) der Überwurfhülse befindet sich auf der Außenseite des Zylinders eine weitere, mit dem Zylinder fest verbundene Hülse (50). Der mit der Überwurfhülse verschraubte Metallring ragt in den Zylinder hinein, bildet einen Anschlag (51) für die nicht eingeklebte Konushülse (35) und verhindert so durch Formschluss ein Herausrutschen der Konushülse (35) für den Fall, dass die Reibung zwischen Konushülse und Zylinder infolge von Gleitmitteln (z.B. Öl) sehr gering ist.A further embodiment of a cylinder loaded with internal pressure is shown in FIG. 5. This cylinder has a metallic cap sleeve (in addition to that described above). 46 ), which on one side an inwardly directed stop ( 47 ) and on the other side an internal thread ( 48 ), with another metal ring ( 49 ) is screwed. Between metal ring ( 49 ) and stop ( 47 ) of the cap sleeve is located on the outside of the cylinder another, with the cylinder firmly connected sleeve ( 50 ). The screwed with the cap sleeve metal ring protrudes into the cylinder, forms a stop ( 51 ) for the non-glued conical sleeve ( 35 ) and thus prevents by positive locking a slipping out of the conical sleeve ( 35 ) in the event that the friction between conical sleeve and cylinder due to lubricants (eg oil) is very low.

Claims

Connection for the transmission of tensile forces in bars or pipes subjected to internal pressure characterized in that an inner first cone element ( 11 ) in a second, outer cylindrical element ( 12 Cone cone) which is provided with an inner cone corresponding to the inner cone element and that the second element (FIG. 12 ) together with the inserted inner (first) cone element ( 11 ) in a cylindrical rod ( 10 ) or internal pressure loaded pipe ( 30 ) is fixed,

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the rods ( 10 ) or internal pressure loaded tubes ( 30 ) consist of isotropic materials (metal, plastic).

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the rods ( 10 ) or internal pressure loaded tubes ( 30 ) consist of anisotropic materials (fiber composites).

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the fixing of the outer cylindrical second element ( 12 , Conical sleeve) in the cylindrical rod or tube by gluing and clamping takes place.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or tubes subjected to internal pressure according to claim 1 characterized. in that the fixing of the outer cylindrical second element ( 12 ) takes place in the cylindrical rod only by jamming.

Connection for the transmission of tensile forces in bars or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the fixie tion of the outer cylindrical second element ( 12 ) in the cylindrical rod by jamming and by pressing against a screwed ring ( 49 ) he follows.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the inner cone element ( 34 ) a cone element with a through hole ( 42 ).

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the inner cone element ( 11 ) is a cone thread member having a through thread.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the inner cone element ( 34 ) a cone thread element with a blind hole thread ( 45 ).

Connection for transmitting tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claims 7 - 9, characterized in that the inner cone element ( 34 ) with an external thread part ( 39 ) on which a metal ring ( 37 ) is screwed, which is supported against the rod or pipe wall.

Connection for transmitting tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 9, characterized in that the inner cone element ( 34 ) with concentrically arranged feed bores ( 43 ) is provided for media which emerge laterally in the region of the threaded part from the cone element ( 44 ) and that on the threaded part a metal ring ( 37 ) with a lateral feed ( 40 ) and a circulating channel ( 41 ), the access to the lateral outlet openings of the cone element ( 44 ) Has.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or tubes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that on the outside of the cylindrical rod or tube over the entire length of a fiber ring winding ( 33 ) and inside a metallic liner ( 32 ) is located.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or tubes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that only on the outside of the cylindrical rod or tube fiber ring windings ( 14 . 36 ) are located.

Connection for transmission of tensile forces in bars or internal pressure-loaded tubes according to claim 1, characterized that outside on the cylindrical rod or tube at the ends are metal sleeves.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or tubes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that on the outside of the cylindrical rod or tube at the ends of the sleeve sleeves ( 46 ), which have a stop on one side ( 47 ), with which they against a firmly connected to the cylinder wall sleeve ( 50 ), and on the other side with a threaded ring ( 49 ) are screwed, which against the inner cone sleeve ( 35 ) presses.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or tubes subjected to internal pressure according to claim 15, characterized in that the sleeves (7) firmly connected to the cylinder outer wall 50 ) consist of fiber composite material whose fibers extend in the cylinder longitudinal direction.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the second element with inner cone ( 12 . 35 Conical sleeve) consists of unidirectional, longitudinally oriented C-fibers.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the second element with inner cone ( 12 . 35 , Konushülse) consists of C-fibers, which are arranged at a certain ± angle to the longitudinal axis.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or tubes subjected to internal pressure according to claim 17, characterized in that the second element with inner cone ( 12 ) outside yet another fiber composite layer ( 18 ) whose fiber orientations can be set between 0 ° and 90 °.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the second element with inner cone ( 12 . 35 ) consists of metal.

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that the second element with inner cone ( 12 . 35 ) extends significantly further to the rod or tube center ( 13 ), than the inner cone element ( 11 ).

Connection for the transmission of tensile forces in rods or pipes subjected to internal pressure according to claim 1, characterized in that between the two inner cone thread elements ( 11 ) of a longitudinal force transmitting rod a piezo Sta pelactuator ( 20 ), a strain-resistant rod ( 21 ) and an externally adjustable pressure element ( 22 ) are arranged.